影响线的绘制PPT课件.ppt

结构在移动荷载作用下的计算 学习要求 1 掌握影响线的基本概念 理解影响线与内力图的区别 3 熟练掌握绘制影响线的两种基本方法 静力法和机动法 4 能利用影响线确定荷载的最不利位置 2 了解影响线的用途 学会如何使用影响线 影响线的概念 在移动荷载作用下 结构的支座反力和内力都随荷载作用点的移动而发生变化 因此 需要确定移动荷载的最不利位置 即使结构的某一支座反力或某截面的某个内力达到最大值时的荷载位置 当单位集中荷载P 1沿结构移动时结构上某量值 反力或内力 变化规律的函数图形称为该量值的影响线 影响线的最大作用就是确定荷载的最不利位置 2 静力法作静定单跨梁影响线 一 绘制步骤 1 选择坐标系 定坐标原点 并以单位移动荷载P 1的作用点与坐标原点的距离x为变量 2 用静力平衡条件推导出所求量值的影响线方程式 注明表达式的适用区间 3 根据方程式画影响线 二 举例分析 3 一 简支梁的影响线 1 支座反力影响线 RA影响线 MB 0 RA L P L x 0 0 x L RA影响线 由 MA 0得 0 x L RB影响线 提问 m的物理意义是什么 当移动荷载P 1移动到C截面时RA的大小为m 方向向上 4 2 剪力影响线 当P 1作用在AC段时 用截面法取C截面以右为对象 QC RB 0 x a 当P 1作用在CB段时 用截面法取C截面以左为对象 QC RA a x L QC影响线 5 3 弯矩影响线 当P 1作用在AC段时 用截面法取C截面以右为对象 0 x a MC RB b 当P 1作用在CB段时 用截面法取C截面以左为对象 a x L MC RA a MC影响线 6 注意 在作影响线时 假定P 1是没有单位的量 因此 反力RA RB和剪力影响线的纵坐标也都没有单位 弯矩影响线的纵坐标的单位是 长度 但是 当利用影响线研究实际荷载作用的影响时 要将影响线的纵坐标乘以实际荷载 这时再将荷载的单位计入 便可得到该量值的实际单位 7 二 伸臂梁的影响线 1 支座反力影响线 L1 x L L2 RA影响线 RB影响线 QC影响线 MC影响线 8 伸臂部分剪力和弯矩的影响线 当P 1在D截面以左移动时 QD 0 MD 0 当P 1在D截面以右移动时 QD 1 MD x 0 x d QD影响线 MD影响线 9 多跨静定梁 复习 1 多跨静定梁的几何组成 多跨静定梁是由若干单跨梁用中间铰按照几何不变无多余约束体系组成的 如图 多跨静定梁的组成特点 可以在铰处分解为以单跨梁为单元的基本部分 图中的ABC 和附属部分 图中的CDE和EFG 层次图 10 2 多跨静定梁力的传递关系和计算顺序 组成顺序 先基本部分 后附属部分 力的传递关系 基本部分的荷载作用不影响附属部分 而附属部分的荷载作用则一定通过支座传至基本部分 计算顺序 先计算附属部分 将附属部分的支座反力反向加于基本部分 再计算基本部分 11 例 用静力法作图示梁中RA QD MD的影响线 1 RA影响线 RA影响线 2 QD影响线 QD影响线 3 MD影响线 12 机动法作静定梁的影响线 一 机动法的原理 虚位移原理 三 机动法作影响线的步骤 1 撤去与所求量值X相应的约束 代以对应的约束力 2 使体系沿X的正方向发生位移 X 得到位移图 该位移图即为影响线的形状 3 令 X 1 确定影响线的纵坐标 4 确定正负号 基线以上取正号 以下取负号 二 机动法的优点 可以不经过计算就能得到影响线的轮廓 从而可很快地确定荷载的最不利位置 13 四 机动法作简支梁的影响线 1 作RB影响线 RB影响线 2 作MC QC影响线 MC影响线 QC影响线 14 五 机动法作静定多跨梁的影响线 注意基本部分与附属部分的关系 例 用机动法作图示静定多跨梁MB QF及MG的影响线 MB影响线 2m 1m 15 1 2 1 2 1 3 1 6 QF影响线 MG影响线 1 1 16 影响线的应用 在移动荷载作用下 要确定反力和内力的最大值以作为结构设计的依据 显然要确定该量值的最大值 必须先确定产生这个最大值的荷载位置 这个荷载位置称为该量值的最不利荷载位置 影响线的最大作用就是确定最不利荷载位置 当某量值的最不利荷载位置确定后 如何利用影响线求出该量值的数值 概述 17 一 利用影响线计算反力和内力的数值 1 一个集中荷载作用下 利用影响线求截面C的弯矩 计算步骤 1 画出MC的影响线 问 yd的物理意义 2 由比例关系计算yd的大小 3 由叠加原理计算MC MC Pyd 移动荷载P 1作用在D截面时MC的大小 18 2 一组集中荷载作用下 利用影响线求截面C的剪力 1 画出QC的影响线 2 由比例关系计算y1 y2 y3的大小 3 由叠加原理计算QC QC P1y1 P2y2 P3y3 注意 y的正负号 所以 在一组位置固定的集中荷载作用于结构时 某量值X的影响线值为 X P1y1 P2y2 Pnyn 19 3 均布荷载作用时 利用影响线求截面C的剪力 1 画出QC的影响线 教材P253 2 由影响线计算QC的大小 QC q 1 q 2 注意 的正负号 所以 在给定均布荷载q作用于结构时 某量值X的影响线值为 X q 1 q 2 q n 20 例 试利用影响线计算图示简支梁 在图示荷载作用下 截面C的剪力值 解 1 画QC影响线 2 计算P作用点处及q作用范围边缘所对应的影响线图上的纵坐标值 yD 0 4 yE 0 2 yF 0 2 3 计算QC QC PyD q 1 q 2 1 2 20 0 4 10 0 96 0 36 1 0 2 0 4 1 2 2 0 36 2 0 2 0 6 2 4 2 0 96 14kN 21 二 利用影响线确定荷载的最不利位置 1 可以任意分布的均布荷载的最不利位置 X q 1 q 2 q n X影响线 Xmax的最不利位置 Xmin的最不利位置 如何求Xmax和Xmin的值 22 2 长度一定的移动均布荷载作用下的最不利位置 MC影响线 试确定MC的最不利位置 当均布荷载移动到它的两个端点D E对应的影响线的纵坐标相等时 为MC的最不利位置 23 3 移动集中荷载组的最不利位置 1 对于一些简单情况 只需根据影响线和荷载的特性直接判断决定 判断的原则是 把数值大 间距密的荷载放在影响线纵坐标较大部位 例如 当移动荷载为一个集中荷载时 它的最不利位置就是把这个荷载作用在影响线纵坐标最大处 影响线 2 若移动荷载为一组间距不变集中荷载时 当处于最不利位置时 必有一个集中荷载作用在影响线纵坐标最大处 究竟是哪一个荷载呢 24 MC影响线 承受的荷载 横坐标x 纵坐标y 弯矩影响线 弯矩图 弯矩图 数值为1的单位移动荷载 且无单位 作用位置固定不变的实际荷载 有单位 表示单位移动荷载的作用位置 表示